天然氣長輸管線的自動(dòng)化現(xiàn)狀及發(fā)展前景
發(fā)布時(shí)間：2013-10-26 新聞來源：一覽燃?xì)庥⒉啪W(wǎng)
我們國家已建天然氣管線有西氣東輸一線、西氣東輸二線、川氣東送管道工程、陜京線、廣東LNG、福建LNG等大中型輸氣管道工程。
西氣東輸一線：西氣東輸一線工程始建于2002年7月，2004年10月建成投產(chǎn)。這是我國自行設(shè)計(jì)、建設(shè)的第一條世界級(jí)天然氣管道工程，是國務(wù)院決策的西部大開發(fā)的標(biāo)志性工程。西氣東輸一線將新疆塔里木盆地的天然氣輸往長江三角洲地區(qū)，管道西起新疆塔里木盆地輪南油氣田，途經(jīng)甘肅、寧夏、陜西、山西、河南、安徽、江蘇和浙江等省份，最終到達(dá)中國東部上海，全長4000多公里，年輸氣能力120億立方米。
西氣東輸二線：2008年2月動(dòng)工，2011年7月建成投產(chǎn)。西氣東輸二線工程外接土庫曼斯坦的中亞天然氣管道，西起霍爾果斯，南至廣州、深圳和香港，橫跨我國15個(gè)省區(qū)市及特別行政區(qū)。它是我國第一條引進(jìn)境外天然氣資源的大型管道工程，也是世界上最長的跨國天然氣管道，干線全長4895公里，加上8條支線，管道總長超過9102公里，年輸氣能力300億立方米。
川氣東送管道工程：2007年8月動(dòng)工，2009年12月干線建成投產(chǎn)。西起川東北普光首站，東至上海末站，是繼西氣東輸管線之后又一條貫穿我國東西部地區(qū)的管道大動(dòng)脈。川氣東送管道工程包括1條干線和5條支線。管道干線自西向東途經(jīng)四川、重慶、湖北、安徽、浙江、上海四省二市，干線全長約1700公里，加上5條支線管道總長約2121公里，年輸氣能力120億立方米。
目前，中國已建成輸氣管道總長約為3.5萬公里。這些管線投運(yùn)后，大大提高了我國天然氣在能源中的消費(fèi)比例，減少了粉塵和碳排放，降低了能耗。
1.2 正建與待建管線
為滿足日益增長的能源需要，我國對(duì)輸油管道進(jìn)行規(guī)劃，“十二五”油氣規(guī)劃和在建的輸氣管線包括：西三線(霍爾果斯-韶關(guān))、西四線(吐魯番-中衛(wèi))、中緬、中衛(wèi)-貴陽管道、陜京四線、秦沈線、新疆煤制天然氣外輸管道工程、廣西LNG輸氣干線、山東天然氣管網(wǎng)等多項(xiàng)天然氣管道項(xiàng)目。到2015年，中國輸油、輸氣管道總長度將達(dá)到15萬公里左右。
為實(shí)現(xiàn)天然氣資源與市場(chǎng)的銜接，我國正在積極推進(jìn)東北、西北、西南、海上四大天然氣進(jìn)口通道建設(shè)，同時(shí)，國家積極發(fā)展可燃?xì)獾亩嘣绨l(fā)展LNG、煤制天然氣，有序推進(jìn)煤層氣、頁巖氣等非常規(guī)氣源的開發(fā)等。
到2015年天然氣管網(wǎng)布局將更加合理和完善，基本形成資源多元、調(diào)度靈活、供應(yīng)穩(wěn)定的全國性管網(wǎng)和天然氣供應(yīng)
體系。
1.3 輸氣站場(chǎng)主要設(shè)施及功能
通常天然氣輸氣管線設(shè)有首站、分輸站(清管站分輸站)、末站及閥室。
輸氣站場(chǎng)內(nèi)主要的工藝設(shè)施：收發(fā)球裝置、增壓裝置(需要時(shí))過濾分離裝置、計(jì)量裝置、調(diào)壓裝置、放空火炬裝置及輔助設(shè)施。
輸氣站場(chǎng)均接收上游氣源站來氣，經(jīng)過濾、計(jì)量、調(diào)壓后輸往下游站場(chǎng)或用戶。站場(chǎng)內(nèi)設(shè)清管器發(fā)送、接收裝置，可以實(shí)現(xiàn)不停氣清管操作；可對(duì)輸氣站場(chǎng)或輸氣管線緊急關(guān)斷、放空；不同氣源站場(chǎng)對(duì)來氣組份進(jìn)行在線組份分析。
閥室：為了在管道發(fā)生事故時(shí)減少天然氣的泄漏量、減輕管道事故可能造成的次生災(zāi)害，便于管道的維護(hù)搶修，按《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，根據(jù)線路所在地區(qū)等級(jí)在管道沿線按要求(32km～8km)設(shè)置線路截?cái)嚅y室。
輸氣管線自動(dòng)化系統(tǒng)
根據(jù)GB 50251-2003《輸氣管道工程設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]中線路選擇的有關(guān)規(guī)定，長輸天然氣管道的線路需要結(jié)合工程管道所經(jīng)地區(qū)的地形、地貌、環(huán)境、工程地質(zhì)條件、交通、人文、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?fàn)顩r以及氣體流向、氣量調(diào)配的靈活性、實(shí)用性等進(jìn)行選擇。輸氣站場(chǎng)分散，輸送介質(zhì)可燃具有危險(xiǎn)性，要保證管線安全、平穩(wěn)運(yùn)行，管線自動(dòng)化控制系統(tǒng)必須具有高可靠性、穩(wěn)定性和靈活性。系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，定期對(duì)自身進(jìn)行自診斷。
目前我國建設(shè)的輸氣管線越來越多，根據(jù)輸氣管道工程特點(diǎn)，通常管線控制系統(tǒng)采用以計(jì)算機(jī)為核心的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(Supervisory Control And Data Acquisition。簡稱SCADA系統(tǒng))[2]，完成管道全線輸氣站場(chǎng)及線路截?cái)嚅y的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控和管理等任務(wù)。目前實(shí)現(xiàn)了如下功能：
1)輸氣管道工程全線的動(dòng)態(tài)管理和自動(dòng)監(jiān)控。
2)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少生產(chǎn)管理人員直至無人值守，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率及經(jīng)濟(jì)效益。
3)提高管理水平，降低安全隱患，及時(shí)調(diào)配，保證安全、平穩(wěn)供氣。
2.1 輸氣管線儀表系統(tǒng)
儀表設(shè)備是采集工藝過程變量、執(zhí)行控制系統(tǒng)命令的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是整個(gè)輸氣管線系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。因此選擇的儀表必須能滿足所需的精確度要求，滿足所處位置的壓力等級(jí)、溫度和防爆等級(jí)的要求。
2.1.1 流量檢測(cè)與計(jì)量系統(tǒng)
天然氣計(jì)量[3]是輸氣管線中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，是企業(yè)進(jìn)行貿(mào)易交接、經(jīng)濟(jì)分析、成本核算的主要依據(jù)，將直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與用戶利益。
1)貿(mào)易交接流量計(jì)類型選擇
到目前為止，在國內(nèi)外天然氣輸氣管道用于貿(mào)易交接的流量計(jì)量儀表主要有孔板流量計(jì)、氣體渦輪流量計(jì)、氣體超聲流量計(jì)等。
孔板流量計(jì)有結(jié)構(gòu)簡單、技術(shù)成熟的優(yōu)點(diǎn)，但也有自己的缺點(diǎn)：精確度較低，量程比��；直管段較長，占地面積大；在直接對(duì)用戶進(jìn)行分輸計(jì)量時(shí)，因流量波動(dòng)大，測(cè)量精確度隨之降低；對(duì)氣體清潔度要求高，需定期檢查、維護(hù)、更換；壓力損失大，噪聲大等。氣體渦輪流量計(jì)的特點(diǎn)是精確度較高(≤±0.5%)，穩(wěn)定性較好，量程比較大，所需的直管段較短。但氣體渦輪流量對(duì)被測(cè)介質(zhì)的清潔度要求較高，流量計(jì)前要求安裝過濾器。
氣體超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)是精確度高(≤±0.5%)，滿足天然氣貿(mào)易計(jì)量的要求；量程比大；無壓力損失，節(jié)省能源；直管段較短，節(jié)省占地面積；無運(yùn)動(dòng)部件，維護(hù)量小。
一般輸氣管線流量檢測(cè)與計(jì)量的特點(diǎn)是高壓、大流量、流量變化范圍大。為了保證流量檢測(cè)與計(jì)量的準(zhǔn)確度，根據(jù)目前國內(nèi)外天然氣長輸管道流量計(jì)量的現(xiàn)狀，在長輸天然氣管線工程中貿(mào)易交接流量計(jì)口徑在DN≧100且DN≦400時(shí)采用0.5級(jí)氣體超聲流量計(jì)，DN100以下采用0.5級(jí)氣體渦輪流量計(jì)。
每臺(tái)流量計(jì)配流量變送器。變送器可輸出高頻脈沖、4～20mADC及基于RS-485等標(biāo)準(zhǔn)接口的通用數(shù)字傳輸協(xié)議的數(shù)字信號(hào)、流量信號(hào)，信號(hào)上傳到流量計(jì)算機(jī)。為保證計(jì)量系統(tǒng)的精度，輸氣站場(chǎng)的計(jì)量系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)成橇體，即計(jì)量橇。計(jì)量橇包括流量計(jì)、上/下游直管段、閥門、匯管、壓力及溫度補(bǔ)償儀表、流量計(jì)算機(jī)、計(jì)量儀表盤等。
2)流量計(jì)算機(jī)
每臺(tái)流量計(jì)成套配置1臺(tái)流量計(jì)算機(jī)。流量計(jì)算機(jī)接收流量檢測(cè)儀表的流量信號(hào)、壓力、溫度補(bǔ)償信號(hào)以及氣體組份等信號(hào)，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，將工況流量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量、能量流量。流量計(jì)算機(jī)完成流量的指示、累計(jì)、存儲(chǔ)等功能，并將有關(guān)信息傳送到SCS并上傳至調(diào)控中心。
2.1.2 壓力/流量控制系統(tǒng)
天然氣長輸管線各站進(jìn)出站壓差大，為保證輸氣管道能夠安全、平穩(wěn)、連續(xù)地為下游用戶供氣，在各輸氣站場(chǎng)設(shè)置壓力/流量[4]控制系統(tǒng)。采用在調(diào)壓管路中串聯(lián)設(shè)置獨(dú)立的安全切斷閥(SSV)、監(jiān)控調(diào)節(jié)閥和PCV、工作調(diào)節(jié)閥(PV)的模式。
壓力/流量控制系統(tǒng)既可維持系統(tǒng)下游壓力在用戶所需的范圍內(nèi)，確保系統(tǒng)下游壓力不超過設(shè)定的壓力，又可限制系統(tǒng)下游的流量不超過允許值，避免由于分輸流量過大對(duì)輸氣管道的不利影響。為提高調(diào)壓精度，通常把壓力/流量控制系統(tǒng)整橇(調(diào)壓橇)提供。
工作調(diào)節(jié)閥采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(PV)，監(jiān)控調(diào)節(jié)閥采用自力式調(diào)節(jié)閥(PCV)，安全切斷閥采用自力式安全切斷閥(SSV)。
安全切斷閥作為壓力控制系統(tǒng)中的安全裝置，采用獨(dú)立的專用設(shè)備，正常工作狀態(tài)下為常開，一旦系統(tǒng)的壓力達(dá)到設(shè)定值的上限，切斷閥將自動(dòng)切斷供氣管路。切斷閥具有遠(yuǎn)程控制及遠(yuǎn)程閥位指示功能，能夠接收來自控制系統(tǒng)的控制命令，自動(dòng)關(guān)斷安全切斷閥。
為很好地實(shí)現(xiàn)以調(diào)壓為主、同時(shí)限制輸氣流量的控制方案，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，每條調(diào)壓管路采用獨(dú)立、專用控制器，結(jié)合流量、壓力等參數(shù)，對(duì)輸氣管路進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)、限流控制。
2.1.3 氣體分析檢測(cè)系統(tǒng)
為了保證管道的安全運(yùn)行，維護(hù)業(yè)主與用戶的利益，采用在線氣相色譜分析儀對(duì)天然氣的組份(摩爾百分比含量)進(jìn)行分析，并依據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出天然氣的熱值、密度等有關(guān)參數(shù)。色譜分析儀輸出多路信號(hào)，分別上傳至流量計(jì)算機(jī)、站控SCS系統(tǒng)等，以完成天然氣熱值計(jì)算。
在氣源不同的站場(chǎng)同時(shí)設(shè)置在線水露點(diǎn)分析儀，即時(shí)檢測(cè)天然氣露點(diǎn)。
2.1.4 極保護(hù)系統(tǒng)
陰極保護(hù)系統(tǒng)參數(shù)傳至站控系統(tǒng)，經(jīng)站控系統(tǒng)上傳至調(diào)度控制中心�？刂浦行目梢詫�(duì)陰極保護(hù)站實(shí)行遠(yuǎn)程控制，即通過SCS向相應(yīng)的陰�？刂圃O(shè)備發(fā)出命令，進(jìn)行通斷電測(cè)試。
2.1.5 電力系統(tǒng)
管道沿線各輸氣站場(chǎng)電力系統(tǒng)高低壓配電盤參數(shù)、開關(guān)狀態(tài)、UPS系統(tǒng)參數(shù)及燃?xì)獍l(fā)電機(jī)參數(shù)等上傳至站控系統(tǒng)，經(jīng)站控上傳調(diào)控中心。SCADA系統(tǒng)僅采集輸氣生產(chǎn)過程及管理所需的電力數(shù)據(jù)。
2.2 SCADA系統(tǒng)
天然氣長輸管線控制系統(tǒng)采用以計(jì)算機(jī)為核心的SCADA系統(tǒng)，主要由調(diào)度控制中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、輸氣站場(chǎng)站控系統(tǒng)(SCS)、閥室遠(yuǎn)程終端(RTU)系統(tǒng)及通信系統(tǒng)組成。
2.2.1 調(diào)控中心
1)調(diào)控中心主要任務(wù)
調(diào)度控制中心[5]的主要任務(wù)是通過各站的SCS站控系統(tǒng)或RTU對(duì)管道進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控，調(diào)度控制中心的操作人員通過SCADA系統(tǒng)操作員工作站顯示管道系統(tǒng)工藝過程的壓力、溫度、流量、密度、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息，完成對(duì)管道全線的運(yùn)行監(jiān)控和管理，確保生產(chǎn)安全運(yùn)行。SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用降低了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了輸氣站場(chǎng)值守人數(shù)，達(dá)到了RTU閥室無人值守的國際先進(jìn)水平，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
2)調(diào)控中心的三級(jí)控制方式
輸氣管線在調(diào)度控制中心的統(tǒng)一調(diào)度下，優(yōu)化運(yùn)行，并采用調(diào)度中心控制級(jí)、站場(chǎng)控制級(jí)和就地控制級(jí)的三級(jí)控制方式。三級(jí)控制方式的設(shè)置可根據(jù)天然氣公司管理的需要，采取授權(quán)的方式，確定各級(jí)的監(jiān)控、調(diào)度、管理的權(quán)限。
第一級(jí)為中心控制級(jí)。正常情況下，由調(diào)度控制中心對(duì)天然氣管道進(jìn)行監(jiān)視和控制。沿線各輸氣站場(chǎng)控制無須人工干預(yù)，各工藝站場(chǎng)的站控系統(tǒng)和RTU在調(diào)度控制中心的統(tǒng)一指揮下完成各自的監(jiān)控工作。
第二級(jí)為站場(chǎng)控制級(jí)。在輸氣管道的各輸氣站場(chǎng)通過站控系統(tǒng)對(duì)站內(nèi)工藝變量及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視控制及聯(lián)鎖保護(hù)。站場(chǎng)控制級(jí)控制權(quán)限由調(diào)度控制中心確定。
第三級(jí)為就地控制級(jí)。在輸氣站場(chǎng)可對(duì)工藝單體或設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)/自動(dòng)就地控制。當(dāng)進(jìn)行設(shè)備檢修或緊急切斷時(shí)，可采用就地控制方式。
3)調(diào)控中心硬件配置
設(shè)置實(shí)時(shí)服務(wù)器、歷史服務(wù)器、仿真服務(wù)器、WEB服務(wù)器、操作站、打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及GPS時(shí)鐘定位系統(tǒng)。其中實(shí)時(shí)服務(wù)器、歷史服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備冗余配置。
4)調(diào)控中心軟件配置
為了保證監(jiān)視和控制系統(tǒng)更好地運(yùn)行并完成所需的任務(wù)，所采用的軟件應(yīng)是成熟、穩(wěn)定、商業(yè)化程度高、經(jīng)過實(shí)踐考驗(yàn)過的產(chǎn)品。軟件包括操作系統(tǒng)軟件、SCADA系統(tǒng)軟件、輸氣管道高級(jí)應(yīng)用軟件。
5)調(diào)控中心功能
調(diào)控中心主要功能有：數(shù)據(jù)采集和處理；工藝流程的動(dòng)態(tài)顯示；報(bào)警顯示、報(bào)警管理以及事件的查詢、打��；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、歸檔、管理以及趨勢(shì)圖顯示；歷史數(shù)據(jù)的采集、歸檔、管理以及趨勢(shì)圖顯示；生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表的生成和打印；標(biāo)準(zhǔn)組態(tài)應(yīng)用軟件和用戶生成的應(yīng)用軟件的執(zhí)行；安全保護(hù)；輸氣過程優(yōu)化；壓縮機(jī)組優(yōu)化；貿(mào)易結(jié)算；SCADA系統(tǒng)診斷；網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視及管理；通信通道監(jiān)視及管理；通信通道故障時(shí)主備信道的自動(dòng)切換；為經(jīng)營管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)等。
2.2.2 站控系統(tǒng)
在各輸氣站場(chǎng)均設(shè)置一套站控系統(tǒng)(SCS)，站控系統(tǒng)主要由過程控制單元(PCS)、安全儀表控制單元(SIS)、數(shù)據(jù)通信接口和站控計(jì)算機(jī)(即操作員工作站)、打印機(jī)等構(gòu)成。過程控制單元和安全控制單元采用可編程控制器(PLC)，其中安全控制單元PLC應(yīng)具有不低于SIL2的安全等級(jí)認(rèn)證。PLC選用的的模板應(yīng)是可帶電插拔型模板，且每塊模板都應(yīng)有自診斷功能。主要包括處理器模塊、I/O模塊、通信模塊、電源模塊、安裝附件等。其中處理器模塊、通信模塊、電源模塊等應(yīng)冗余配置。操作站采用工業(yè)計(jì)算機(jī)。
站控系統(tǒng)的基本功能有：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工藝變量及輔助系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理；壓力、流量控制；流量計(jì)算；邏輯控制；聯(lián)鎖保護(hù)；顯示動(dòng)態(tài)工藝流程；顯示各種工藝參數(shù)和其他有關(guān)參數(shù)；顯示實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線和歷史曲線；提供人機(jī)對(duì)話的窗口；站場(chǎng)火災(zāi)、可燃?xì)怏w的監(jiān)視和報(bào)警；顯示報(bào)警一覽表等。
2.2.3 SIS系統(tǒng)
SIS系統(tǒng)是保證管道及沿線輸氣站場(chǎng)安全的邏輯控制系統(tǒng)，由緊急停車系統(tǒng)(ESD)、火氣系統(tǒng)等構(gòu)成。
1)緊急停車系統(tǒng)(ESD)
緊急停車系統(tǒng)[6，7](ESD)采用可編程控制器(PLC)，PLC應(yīng)具有不低于SIL2的安全等級(jí)認(rèn)證。PLC所選用的的模板應(yīng)是可帶電插拔型模板，且每塊模板都應(yīng)有自診斷功能。主要包括處理器模塊、I/O模塊、通信模塊、電源模塊、安裝附件等。其中處理器模塊、通信模塊、電源模塊等應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目安全等級(jí)要求進(jìn)行配置。
ESD命令優(yōu)先于任何操作方式。ESD系統(tǒng)通常分兩級(jí)：
一級(jí)關(guān)斷為泄壓關(guān)斷，觸發(fā)ESD系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)出站閥后，聯(lián)鎖站內(nèi)放空系統(tǒng)自動(dòng)泄壓放空；
二級(jí)關(guān)斷為保壓關(guān)斷，觸發(fā)ESD系統(tǒng)只關(guān)閉進(jìn)出站閥不放空。
2)火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)
為了保證操作人員、管道與工藝站場(chǎng)安全，避免發(fā)生火災(zāi)，在各站控制室和工藝區(qū)等處配置相應(yīng)的火災(zāi)檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)，系統(tǒng)包括感煙/感溫探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、感溫電纜及火災(zāi)報(bào)警控制器等�；馂�(zāi)報(bào)警信號(hào)將傳送到SCS并上傳至調(diào)度控制中心。
3)可燃?xì)怏w檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)
在可能泄漏可燃?xì)怏w的場(chǎng)所，采用固定式且相對(duì)獨(dú)立的可燃?xì)怏w報(bào)警裝置對(duì)可燃?xì)怏w進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)、指示、報(bào)警，同時(shí)將報(bào)警信息傳送給RTU、SCS及調(diào)度控制中心�？杀Ｕ先松砗蜕a(chǎn)安全，預(yù)防火災(zāi)、爆炸和人身事故的發(fā)生。
4)防雷保護(hù)系統(tǒng)
為保證設(shè)備安全和系統(tǒng)的可靠，根據(jù)有關(guān)防雷設(shè)計(jì)規(guī)范，除電力專業(yè)設(shè)置防雷與接地系統(tǒng)外，站控PLC的I/O接口和閥室RTU系統(tǒng)I/O接口、所有第三方數(shù)據(jù)通信接口、供電接口等有可能將雷電感應(yīng)所引起的過電流與過電壓引入控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，均安裝浪涌保護(hù)器，以避免雷電感應(yīng)的高壓竄入，造成設(shè)備損壞。主要的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)儀表也應(yīng)具有防雷保護(hù)功能。
2.2.4 遠(yuǎn)程RTU
在全線各遠(yuǎn)控線路截?cái)嚅y室設(shè)置RTU終端，由RTU終端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，RTU采集閥室工藝參數(shù)與設(shè)備狀態(tài)，所采數(shù)據(jù)上傳SCADA系統(tǒng)調(diào)控中心。RTU是以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集和控制小型裝置。它具有編程組態(tài)靈活、功能齊全、通信能力強(qiáng)、維護(hù)方便、自診斷能力強(qiáng)、可適應(yīng)惡劣的環(huán)境條件、可靠性高等特點(diǎn)。RTU留有與便攜式計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的接口，操作人員可通過便攜式計(jì)算機(jī)進(jìn)行就地維護(hù)。
通常情況下，RTU接收調(diào)度控制中心下達(dá)的指令，同時(shí)也向調(diào)度控制中心發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
2.2.5 數(shù)據(jù)通信
調(diào)控中心與各站場(chǎng)之間采用光纜傳輸作為主用通信信道，租用郵電公網(wǎng)DDN作為備用通信信道，主、備信道間可以自動(dòng)切換�？刂浦行暮瓦h(yuǎn)控閥室之間采用光纜傳輸或公網(wǎng)DDN作為主通信信道，采用GPRS作為備用通信信道。
2.3 設(shè)備選型
站場(chǎng)儀表和設(shè)備的選型以性能穩(wěn)定、可靠性高、性能價(jià)格比高、滿足所需準(zhǔn)確度要求、滿足現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及工藝條件要求、符合環(huán)保要求等為原則。
儀表的選擇必須能滿足所需的精確度要求及其所處位置的壓力等級(jí)、溫度和防爆等級(jí)的要求。
遠(yuǎn)傳信號(hào)的檢測(cè)儀表選用電動(dòng)儀表。電動(dòng)變送器為智能型。輸出信號(hào)為4～20mADC(HART通信協(xié)議，二線制)。開關(guān)型儀表的輸出接點(diǎn)采用無源接點(diǎn)，接點(diǎn)容量最小為24VDC，1A，接點(diǎn)類型為DPDT。
處于爆炸危險(xiǎn)性場(chǎng)所的電動(dòng)儀表及電氣設(shè)備按隔爆型設(shè)計(jì)，電氣設(shè)備和電氣連接按“GB 3836”規(guī)定的爆炸危險(xiǎn)性區(qū)域II區(qū)選型設(shè)計(jì)。所選用的電氣設(shè)備必須具有公認(rèn)的權(quán)威機(jī)構(gòu)頒發(fā)的符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的防爆合格證書。
防爆等級(jí)：ExdⅡBT4
防護(hù)等級(jí)：IP54(最低)——室內(nèi)；
IP65(最低)——室外。
1)溫度測(cè)量儀表
就地指示溫度檢測(cè)儀表采用雙金屬溫度計(jì)，遠(yuǎn)傳溫度儀表采用一體化溫度變送器。已建管線計(jì)量調(diào)壓橇中就地溫度計(jì)多采用WIKA；一體化溫度變送器多采用羅斯蒙特。
2)壓力檢測(cè)儀表
就地壓力檢測(cè)儀表采用彈簧管式不銹鋼壓力表。遠(yuǎn)傳壓力/差壓信號(hào)采用智能型壓力/差壓變送器，用于流量壓力補(bǔ)償用的采用絕對(duì)壓力變送器，變送器的壓力測(cè)量元件采用電容或擴(kuò)散硅。
在已建管線計(jì)量調(diào)壓橇中就地壓力表多采用WIKA，壓力變送器多采用羅斯蒙特；橇外壓力變送器采用羅斯蒙特、EJA等居多。
3)流量儀表
貿(mào)易交接流量計(jì)口徑在DN≧100時(shí)采用0.5級(jí)氣體超聲波流量計(jì)，DN100以下采用0.5級(jí)氣體渦輪流量計(jì)。在已建管線中超聲波流量計(jì)多采用丹尼爾、ElsterInstromet、SICK等，丹尼爾、Elster-Instromet在大口徑工程中應(yīng)用較多，SICK在小口徑工程中應(yīng)用較多，ElsterInstromet作為標(biāo)定中標(biāo)準(zhǔn)表應(yīng)用較多。
4)可燃?xì)怏w探測(cè)儀表
可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)報(bào)警裝置選用紅外補(bǔ)償式檢測(cè)原理。現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)器為防中毒式設(shè)計(jì)，可進(jìn)行自檢，測(cè)量范圍：0-100% LEL。
在已建管線站場(chǎng)中可燃?xì)怏w濃度探測(cè)器使用的有：德爾格、DET-TRONICS、無錫格林通等等。
5)自動(dòng)控制用閥門
用于邏輯切換的閥門采用球閥，執(zhí)行機(jī)關(guān)采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。用于緊急泄放的閥門采用旋塞閥，執(zhí)行機(jī)關(guān)采用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。進(jìn)出站和越站旁通的緊急切斷閥采用球閥，執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。壓力調(diào)壓采用軸流式調(diào)壓器或介質(zhì)上。所有閥門為防火安全型，滿足API 6FA要求。在已建管線站場(chǎng)中電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)大多采用Rotok、Limitorque等；氣液聯(lián)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)大多采用Shafer、BETTIS和Schuck等。自力式調(diào)壓器采用FISHER、RGM、Mokveld、塔塔里尼及飛奧等。
6)SCADA系統(tǒng)
長輸管線中的SCADA系統(tǒng)全部采用進(jìn)口系統(tǒng)。在已建管線調(diào)控中心SCADA系統(tǒng)常用的有TELVENT、Cegelce、FOXBORO、Honywell、施耐德等；站場(chǎng)站控系統(tǒng)過程PLC常用的有BB、ABB、Honywell、施耐德等；ESD系統(tǒng)PLC常用的有黑馬、ABB、Honywell等；遠(yuǎn)程終端RTU常用BB、Honywell、施耐德等。
隨著天然氣長輸管線工程的不斷建成與運(yùn)行，自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)踐與應(yīng)用中將不斷發(fā)展與完善。未來的輸氣管線自動(dòng)化系統(tǒng)將有如下發(fā)展：
1)為使天然氣這種優(yōu)質(zhì)能源的使用發(fā)揮更大的效益，建設(shè)全國調(diào)控中心勢(shì)在必行，將實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)控、集中管理，增加市場(chǎng)供氣的靈活性、可靠性和安全性。中石油已建并投運(yùn)北京調(diào)控中心作為主調(diào)控中心(MCC)和廊坊調(diào)控中心作為備用調(diào)控中心(BCC)，它們成為中石油國家級(jí)調(diào)控中心，統(tǒng)籌管理油氣管道近50條、工藝站場(chǎng)400多座、監(jiān)控閥室1000多座。中石化正在計(jì)劃建設(shè)北京天然氣調(diào)控中心。
2)為減少工程投資，可以逐步探索把部分設(shè)備由進(jìn)口改為合資或國產(chǎn)化。
3)提高高級(jí)應(yīng)用軟件的應(yīng)用水平。
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